La méthode magnétique exploite le champ magnétique terrestre pour détecter des corps riches en minéraux magnétiques, tandis que la méthode tellurique s'appuie sur les courants électriques naturels qui circulent dans le globe. Deux méthodes passives complémentaires de la gravimétrie, à ne pas confondre en examen.
1. Le champ magnétique terrestre
Le champ magnétique terrestre, généré pour l'essentiel par les mouvements du noyau externe liquide (effet de géodynamo), se comporte en première approximation comme celui d'un dipôle incliné par rapport à l'axe de rotation. En un point de la surface, il se décrit par sa composante horizontale, sa composante verticale, sa déclinaison (angle avec le nord géographique) et son inclinaison (angle avec l'horizontale). Son intensité varie selon la latitude, plus faible à l'équateur, plus forte aux pôles magnétiques.
Le champ mesuré en un point résulte de la superposition du champ principal (origine interne, lentement variable), de variations externes (activité solaire, orages magnétiques) et du champ crustal lié aux roches magnétiques du sous-sol — c'est ce dernier qui intéresse la prospection.
2. Susceptibilité magnétique et anomalies
La capacité d'une roche à s'aimanter sous l'effet du champ terrestre se mesure par sa susceptibilité magnétique. Les minéraux ferromagnésiens, et surtout la magnétite, confèrent aux roches basiques et ultrabasiques (basaltes, gabbros, péridotites) une susceptibilité nettement plus élevée que celle des roches sédimentaires ou des granites clairs, généralement peu magnétiques. Un corps de forte susceptibilité, enfoui dans un encaissant peu magnétique, produit une anomalie magnétique locale, positive ou négative selon la géométrie du corps et la latitude magnétique du site.
Contrairement à la gravimétrie, où l'anomalie garde une forme relativement simple, l'anomalie magnétique peut présenter un dipôle caractéristique (un maximum et un minimum accolés), ce qui complique l'interprétation directe et impose souvent des traitements mathématiques (réduction au pôle) avant analyse.
3. Instruments et acquisition
Le magnétomètre mesure l'intensité totale du champ magnétique en un point. Les levés se font au sol, en avion (aéromagnétisme, très utilisé pour couvrir rapidement de grandes surfaces peu accessibles) ou par satellite pour les études globales. Comme pour la gravimétrie, une station de base permet de corriger les variations temporelles du champ (variation diurne, orages magnétiques) qui se superposent au signal recherché.
4. La méthode tellurique
La méthode tellurique mesure les courants telluriques, des courants électriques naturels induits dans le sous-sol par les variations du champ magnétique terrestre d'origine externe (activité ionosphérique et solaire). Ces courants circulent préférentiellement dans les formations conductrices ; leur mesure, couplée à celle du champ magnétique associé, permet de remonter à la résistivité des terrains en profondeur : c'est le principe de la magnétotellurique, capable d'explorer des profondeurs bien supérieures à celles des méthodes électriques classiques, utile en recherche pétrolière profonde et en étude de la croûte et du manteau.
Grandeur qui mesure l'aptitude d'une roche à s'aimanter sous l'effet d'un champ magnétique externe ; elle est élevée pour les roches riches en magnétite (basiques, ultrabasiques).
Méthode passive qui déduit la résistivité électrique du sous-sol à partir des courants telluriques naturels et du champ magnétique associé, utilisée pour l'exploration profonde de la croûte.
| Gravimétrie | Méthode magnétique | |
|---|---|---|
| Champ mesuré | Pesanteur (g) | Champ magnétique terrestre |
| Propriété du sous-sol | Densité | Susceptibilité magnétique |
| Roches contrastantes | Sédiments légers, sel, corps denses | Basaltes, gabbros, minerais ferromagnésiens |
| Forme de l'anomalie | Simple, un seul extremum | Souvent dipolaire (max + min) |
Gravimétrie vs méthode magnétique
- Le champ magnétique terrestre combine composante principale, variations externes et champ crustal.
- La susceptibilité magnétique est forte pour les roches riches en magnétite (basiques, ultrabasiques).
- L'anomalie magnétique est souvent dipolaire, contrairement à l'anomalie gravimétrique.
- L'aéromagnétisme permet de couvrir rapidement de grandes surfaces peu accessibles.
- La méthode tellurique exploite les courants telluriques induits par le champ magnétique externe ; la magnétotellurique explore de grandes profondeurs.
Sujet classique au S6 : comparer gravimétrie et méthode magnétique (tableau attendu) et expliquer pourquoi l'anomalie magnétique est dipolaire alors que l'anomalie gravimétrique ne l'est pas. Autre piège : confondre méthode tellurique (courants naturels) et méthodes électriques actives (courant injecté), qui appartiennent à deux catégories différentes.